S-TE污泥溶解过程中主要固形物质的变化及动力学分析

筛选出一株能分泌胞外酶、促进污泥溶解的嗜热脂肪芽孢杆菌Bacillus stearothermophilus sp.AT06-2,将AT06-2培养液接种入不同浓度(TSS约为7、14和21 g·L-1)的剩余污泥,于60℃进行嗜热菌溶解试验,并与未接种试验进行对比.结果表明,接种后TSS和VSS溶解率都得到提高60h后接种试验VSS溶解率分别达到58.76%、50.17%和39.38%,而未接种试验VSS溶解率仅为34.00%、28.63%和25.22%.在固形物质溶解机理方面,VSS的溶解主要受酶催化效应和热水解效应的影响,TSS的溶解减量取决于VSS和FSS的组成比例.VSS溶解在初始阶段(t=3d)符合准一级反应动力学模型,接种后溶解速率常数Kd显著提高,分别从未接种的0.14 d-1,0.10 d-1、0.10 d-1相应提高到接种条件下的0.30 d-1、0.23 d-1和0.16 d-1.     

微曝气预处理对高固污泥厌氧消化产甲烷的影响

以高固污泥为研究对象,探究额微曝气预处理对污泥厌氧消化产甲烷的影响。实验结果表明微曝气预处理能够强化高固污泥厌氧产甲烷,并且最佳的微曝气强度为0.4 vvm,相应的甲烷产量为312 m L/g挥发性悬浮固体。此外,微曝气有助于溶解性有机物的释放,当曝气强度为0.4 vvm时,溶解性COD与总COD的比值为0.31,溶解性蛋白质和多糖的含量分别为2.5、1.2 g/L,进一步研究发现微曝气能够促进挥发性脂肪酸(VFA)的积累和VSS的减量。微生物种群研究表明微好氧曝气能够促进Firmicutes的相对丰度,并且在0.4 vvm曝气强度作用下,Firmicutes的相对丰度为40.6%。     

断续曝气处理剩余污泥的试验研究

本文以剩余污泥连续曝气好氧消化为对比,研究了断续曝气处理剩余污泥的可行性。结果表明,在30℃条件下,剩余污泥断续曝气消化17天,总挥发性固体(TVS)大约去除38%。     

剩余污泥微氧消解工艺研究

剩余污泥一直是中、小型污水生化法处理设施的遗留问题，处置不当，易造成二次污染。通过酸化条件试验及回流稳定性试验研究表明，ＤＯ控制在０．５￣１．０ｍｇ／Ｌ，间隙曝气３０ｍｉｎ，停曝１８０ｍｉｎ，总反应３５￣４０ｈ，温度２０℃，污泥量由原８０％减为１５％￣２０％；３０ｄ连续运行出水ＣＯＤｃｒ平均值为９１．５ｍｇ／Ｌ；系统基本可做到无污泥排放。     

间歇曝气下短程硝化耦合污泥微膨胀稳定性

污泥微膨胀耦合短程硝化是一种利用低溶解氧(DO)引发丝状菌有限繁殖和亚硝酸盐(NO-2-N)积累来协同提高氮的去除率并降低能耗的新工艺.为分析该工艺启动的可行性和长期稳定性,采用两个间歇式反应器(SBR)并通过调整曝气方式,考察低DO(0.3~0.8 mg·L-1)下污泥沉降性、亚硝酸盐累积率(NAR)、总氮的去除特性、优势丝状菌和硝化菌群的动态变化.结果表明,缺氧∶好氧=15 min∶30 min的间歇曝气运行方式下,可以实现NAR约为50%和稳定的污泥微膨胀,污泥体积指数(SVI)稳定在170~200 m L·g-1.实时连续曝气可以实现NAR为95%以上,并且NO-2-N的累积引发了以Type 0092型为优势丝状菌的污泥微膨胀,但无法长期维持.改变运行方式为间歇曝气,运行60 d左右可以实现短程硝化和微膨胀耦合及长期稳定维持,TN的去除率稳定在66%.FISH分析间歇曝气引发污泥微膨胀主要丝状菌是M.parvicella和Type 0092型.Q-PCR对硝化菌群定量分析得出SBR A初期和末期AOB占全菌的比例分别由0.53%提高到2.19%,NOB由17.5%降至3.2%.SBR B里AOB由0.51%提高到1.53%,而NOB由18.05%降至11.01%.     

利用MCMP微生物制剂减少剩余污泥产量的研究

通过在3组日处理规模为5m^3／d的活性污泥法装置中进行连续进出水试验，考察了投加多功能复合微生物制剂（multifunctional compound micro—organisms preparation，MCMP）对污水处理过程中剩余污泥减量的影响。中试研究结果表明，曝气池中，每次MCMP菌剂加入量为日处理水量的0．02％～0．04％的条件下，运行2个月装置未排放剩余污泥，有效地实现剩余污泥源头减量的预期要求。该技术不增加或改变原有污水处理工艺和运行方式，不增加处理系统总的动力消耗，并且不会对出水水质产生不良影响。     

嗜热菌株AT07-1的分离鉴定及其在污泥溶解预处理厌氧发酵产氢中的应用

从湖南大学花园土壤中采集样品,用稀释涂布法分离和纯化适于污泥溶解的典型嗜热菌菌株,从中选出一株高效菌进行形态观察,并对其进行生理生化鉴定.结果表明,该菌株的革兰氏染色为阳性,呈细杆状,产芽孢,为好氧或兼性需氧细菌,最适生长温度为65℃,最适生长pH值为6.8~7.5.通过16SrDNA碱基测序和对比证实,该菌株是目前尚未报道过的一株嗜热菌,GenBank中注册命名为Bacillus thermophilic bacteria AT071(注册号:FJ231108).同时,将其纯种菌用于嗜热酶溶解（solubilization by thermophilic enzyme,S-TE）污泥稳定化处理,接种该嗜热菌可促进污泥中悬浮固体的溶解,2.5d时接种试验挥发性悬浮固体 (volatile suspended solid,VSS)溶解率达到59.41%,比不接种试验同期提高了25.58%,达到了EPA规定的污泥稳定化要求.进一步对经AT071预处理的污泥厌氧产氢效果进行研究,试验结果显示,接种处理后污泥发酵产氢效果良好,高出未接种处理（65℃热处理）污泥26.4%,发酵气体中只含有H2和CO2.     

无剩余污泥法处理废水

图１臭氧减量污泥实例流入下水曝气池参照系曝气池减量系→→沉淀池剩余污泥贮槽↑→排放水臭氧处理设备↓←↑↓↓↓格栅分配槽沉淀池→活性污泥法处理污水的根本途径就是把水中的有机物最终以污泥的形式从水中分离出去，从而达到净化的目的。然而，即使圆满地达到了这一步，也还未完成整个处理过程，接下去的污泥处理，依然是水处理过程中一个重要的环节，如处理不慎，极易引起二次污染甚而使整个系统运行变得毫无意义。目前，工程人员普遍面临两大问题：①污泥处理配套技术不完善，设备性能差，凝聚剂效果不显著、不稳定；②污泥处理运行…     

加大延时曝气池的曝气量减少剩余污泥的排放

针对处置剩余污泥增加废水处理费用，产生各种环境问题的实际情况，提出了加大延时曝气池的曝气量，减少剩余污泥排放的方法，并结合工程实例阐述了该方法的可行性和可靠性。     

热反硝化地芽孢杆菌水解催化剩余污泥提取蛋白质

为实现剩余污泥无害化处理以及资源化利用,采用从高温堆肥基质中筛选出的可产蛋白酶、淀粉酶等胞外酶的嗜热菌—热反硝化地芽孢杆菌对污泥氮源进行提取,分析反应时间、污泥含固率以及嗜热菌粗酶液接种量对蛋白质提取的影响,并确定最佳反应条件.结果表明：水解过程中各因素对蛋白质回收率作用大小为：接种量>时间>含固率,得出最优工艺条件为：pH=7、T=60℃、t=8h、污泥含固率为4%以及嗜热菌接种量为20%,在此条件下污泥蛋白质提取率达到32.05%,氨基酸含量为359.6mg/L,多肽含量为1060.1mg/L,且污泥上清液粒径随着反应的进行逐渐减小.     

化学解耦联剂对活性污泥产率的控制作用

采用3,3',4',5-四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解耦联剂添加到活性污泥工艺中,进行连续曝气分批培养实验.结果表明:在TCS总投加量相同的情况下,采用一次性大剂量投加的污泥减量化效果好于分次小剂量投加.每d投加 12 mg TCS,污泥产量比对照下降了33%,而每2 d一次性投加24 mg TCS,污泥产量比对照下降了55%.污泥的CODCr去除能力有所下降,当一次性投加12 mg时,CODCr去除率比对照下降了12%,但出水氨氮及总氮质量浓度均未受影响.污泥的SVI有所上升,但沉降性能未见有明显变化.      

污水处理系统剩余污泥碱处理融胞效果研究

研究了碱处理对污水生物处理系统剩余污泥的融胞效果及其影响因素.结果表明,碱处理能够使污泥细胞中有机物溶出,成为溶解性物质,从而使污泥液相的溶解性化学需氧量增加.pH值高于11.0时,污泥的絮体和细胞2种结构被破坏,而pH值低于11时,仅能破坏其絮体结构.碱处理过程中,起作用的是OH^-离子,但同时加入的金属离子也会影响污泥融胞的效果.碱处理能减小污泥的重量,VS的最大去除率可达48.01%(TS约为40.40%,pH值13.0左右时).污泥粒径随着碱处理pH值的升高而减小.污泥浓度、pH值和处理时间均是影响碱处理效果的重要因素,正交试验表明,在高pH值下,污泥浓度越高,碱处理污泥融出的SCOD总量越多,但折算为相同pH值下,单位污泥融出的SCOD基本不变.     

金属离子对剩余污泥水解嗜热菌酶促效果影响研究

利用从土壤中采集分离出来的嗜热菌进行嗜热酶溶解（S-TE）污泥稳定化处理,同时添加4种金属离子（K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe2＋）,考察各金属离子对剩余污泥水解效果的影响.实验结果表明,在一定浓度范围内,4种金属离子都能强化污泥酶促反应,反应5h左右时蛋白酶和淀粉酶活力达到最大值.反应过程中,200μmol·L-1K...     

A+OSA活性污泥工艺剩余污泥减量特性研究

采用自动热量计对Anoxic (A) + oxic-settling-anaerobic(OSA)系统解偶联池进出污泥进行热值分析,以考察污泥量变动与能值变动的相互关系;通过解偶联池参数调整,了解污泥减量趋势,结合能量和物质平衡与常规水质指标测试,推测减量途径和特性.结果表明,解偶联池水力停留时间为5.56、 7.14和9 h时,整个系统污泥减量分别为1.236、 0.771和0.599 g/d.进出解偶联池的污泥含能水平发生了变化,随停留时间增加出流污泥的单位热值有高于进流污泥单位热值的趋势：5.56 h时,进出水热值没有显著差异;7.14 h时,进出水热值差值在99～113 J/g之间;9 h时,差值在191～329 J/g之间.解偶联池发生了污泥的衰减,停留时间延长,衰减程度越高.A+OSA系统污泥减量是解偶联池污泥衰减与AO主体反应区污泥产生率变化共同作用的结果.     

表面活性剂促进剩余污泥酶水解的研究

为了提高污泥酶水解的效率,研究向污泥中投加表面活性剂十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate,SDS）强化污泥酶水解的效果.结果表明,SDS极大促进了剩余污泥酶水解,且复合酶的处理效果优于单酶.复合酶的投加量为0.06 g/g时,SCOD溶出率随SDS投加量成正比增加.SDS为0.20 g/g时,S...     

膜生物反应器与传统活性污泥法污泥混合液过滤特性的比较

针对污泥混合液的过滤性能,在运行条件相同的情况下对膜生物反应器(MBR)与传统活性污泥法(CAS)进行比较.实验结果表明:MBR工艺污泥混合液的过滤阻力是CAS工艺过滤阻力的2～3倍;2种工艺悬浮液过滤阻力占总阻力的90%左右.过滤阻力分布实验表明,沉积层阻力占CAS工艺总阻力的87.30%,占MBR工艺总阻力的94.18%.     

高温生物滤塔处理污泥干化尾气的研究

利用高温生物滤塔处理污泥干化产生的尾气,气体处理量为2 700~3 100 m~3·h~(-1),停留时间为21.88~25.10 s,研究启动期和稳定运行的运行效果.生物滤塔能有效去除干化尾气中的SO_2、氨以及挥发性有机物,去除率分别达到100%、93.61%以及87.01%.微生物分析结果显示,生物滤塔内形成稳定的生物系统,填料和溶液中生长一定量的细菌和硫细菌.主要功能种群包括类芽孢杆菌Paenibacillus sp.,螯台球菌Chelatococcus sp.,芽孢杆菌Bacillus sp.,梭菌Clostridium thermosuccinogerws,假黄单胞菌Pseudoxanthomonas sp.,地芽孢杆菌Geobacillus debilis.大部分为脱氮、脱硫或者降解挥发性有机物的嗜热菌.     

A+OSA污泥减量工艺碳元素平衡与减量机制研究

为深入研究OSA工艺减量途径,揭示其污泥减量机制,对缺氧-好氧-沉淀-厌氧(A+OSA)污泥减量系统和AO参照系统进行碳元素平衡分析,以考察贮泥池插入对减量系统的影响;辨识两系统各单元碳元素在固液气三相间的迁移转化途径,推测减量驱动机制.碳平衡结果表明,在贮泥池停留时间7.14 h时,碳元素在减量系统剩余污泥中的比例比参照系统高约50%,与减量系统达到49.98%的污泥减量效果相对应.贮泥池的插入能有效减少污泥产量.各单元碳元素变化量表明,减量系统缺氧池与好氧池(主体反应区)用于生物合成的碳元素量高于参照系统;贮泥池中污泥出现负增长,且释放CH4量较主体反应区有大幅增加.DGGE图谱证实了贮泥池中存在与污泥衰减有关的水解发酵型细菌.A+OSA工艺污泥减量是贮泥池污泥衰减和主体反应区补偿性增长共同作用的结果.